JavaCC

与 YACC 类似，JavaCC 也是一个解析器。JavaCC 是 Java Compiler-Compiler 的缩写。它是由 Oracle Corporation 开发的一个开源的流行解析器生成器和词法分析器生成器工具。它使用 Java 编程语言 编写。它根据 BSD 许可证授权。它被广泛用于 Java 应用程序。它生成自顶向下的解析器。它主要用于 LL(K) 文法。它还生成由 lex 生成的词法分析器。

JavaCC 通过 Java 语言扩展提供了对编程语言语法的定义。

解析器生成

解析器和词法分析器是处理字符序列输入的两个软件组件。编译器和解释器集成词法分析器和解析器。解析器用于解析包含程序的源文件。换句话说，解析器读取语法规范，并将它们转换为能够识别语法匹配的 Java 程序。

词法分析器将字符序列分解成称为标记 (tokens) 的子序列，并对这些标记进行分类。因此，词法分析器和解析器可用于各种程序。

JavaCC 还能执行标准的解析器功能，如树构建、调试和动作。树构建功能由 JavaCC 内置的名为 JJTree 的工具执行。

JavaCC 的设计

让我们通过下图了解 JavaCC 的设计。

下图描述了 JavaCC 生成的词法分析器（也称为标记管理器）和 JavaCC 生成的解析器之间的关系。只要我们向 JavaCC 描述了语言的规则，JavaCC 解析器就可以处理任何编程语言。但在下图，我们使用了 C 编程语言作为输入。

在上面的图中，我们看到标记管理器读取输入并生成一个称为标记 (tokens) 的对象序列。标记的生成取决于我们用来分解字符序列的语言规则。规则由用户提供，作为正则表达式的集合。

解析器消耗由标记管理器生成的标记。它分析标记的结构并生成用户定义的输出。

JavaCC 的特性

• 它是一个自顶向下的 LL(K) 解析器生成器。
• 它在一个文件中指定词法和语法规范。
• 它使用功能强大的 JJTree 工具进行树构建。因此，它也是一个树构建处理器。
• 它通过提供不同的选项是可定制的。
• 它使用 JJDoc 工具生成文档。它将语法文件转换为文档文件。因此，它也是一个文档生成工具。
• 它也支持国际化，因为它能处理完整的 Unicode 输入。
• 它提供多个选项来自定义自身 (JavaCC) 和生成解析器的行为。
• JavaCC 生成的解析器能够清晰地指出解析错误的位置，并提供完整的诊断信息。
• 通过使用 DEBUG_PARSER、DEBUG_LOOKAHEAD 和 DEBUG_TOKEN_MANAGER 选项，我们可以深入分析标记处理步骤。
• 它允许使用扩展的 BNF 规范，因为它更易于阅读。
• 语法和语义前瞻（在 7.0.5 版本中已省略此功能）。

下载和安装 JavaCC

JavaCC 的最新版本是 7.0.9。所以，我们将下载并安装最新版本，并在本节中一直使用它。

注意：我们也可以将 JavaCC 与 Eclipse 和 IntelliJ IDEA 等 IDE 一起使用。如果将 JavaCC 与 IDE 一起使用，则需要下载 JavaCC 插件。

步骤 1：从 https://bit.ly/39C5tGZ 下载 JavaCC 工具。它将开始下载文件 javacc-javacc-7.0.9.zip。

步骤 2：将文件解压到您想要的目录。在本例中，我们将其解压到 F:\javacc 文件夹。

步骤 3：创建一个 target 目录。我们在 F:\javacc\javacc-javacc-7.0.9\target 位置创建了一个 target 目录。

步骤 4：从 https://bit.ly/3nKU3G4 下载 javacc-7.0.9.jar 文件。

步骤 5：将 JAR 文件复制到新创建的 target 目录。

步骤 6：将 JAR 文件重命名为 javacc.jar。

现在，是时候验证安装了。

步骤 7：打开命令提示符，导航到目录 F:\javacc\javacc-javacc-7.0.9。

步骤 8：执行以下命令

执行上述命令后，我们会看到很多与 JavaCC 相关的内容，如下所示。

从源代码构建 JavaCC

源目录包含 JavaCC、JJTree 和 JJDoc 的源代码、启动脚本、示例语法和文档。它还包含构建 JavaCC 所需的引导程序版本的 JavaCC。

构建 JavaCC 的先决条件

• Git
• Apache Ant
• Maven
• Java 8（更高版本尚未支持）

使用 JavaCC 的步骤

步骤 1：编写 JavaCC 规范。这意味着我们需要创建一个 .jj 文件。在此文件中定义语法和动作。假设我们生成了 demo.jj。

步骤 2：运行 JavaCC，它会生成解析器和扫描器。我们使用 javacc 命令来执行 .jj 文件。

上述命令生成标记、扫描器和解析器。

步骤 3：创建一个使用解析器的 Java 程序。假设我们创建了一个名为 DemoParser.java 的程序。

步骤 4：最后，编译并运行我们在上一步中创建的 Java 程序。使用以下命令运行程序

JavaCC 的用途

JavaCC 已用于开发基于正式和专有规范的各种类型的解析器。

使用 JavaCC 构建的软件

以下软件是使用 JavaCC 开发的

• JavaParser
• PMD
• Apache Derby
• BeanShell
• Apache Lucene
• Vaadin
• Judoscript

请记住

• JavaCC 不会自动构建树。它有两个树构建工具 JJTree 和 JTB。
• 它不构建符号表。
• 它不生成输出语言。但是如果我们有树结构，我们可以从中生成输出。

JavaCC 生成的文件

JavaCC 是一个程序生成器工具。它读取 .jj 文件，如果没有错误，则生成多个 .java 文件。它使用默认选项生成以下文件。

模板文件

上表中描述的文件仅在它们尚未生成时才生成。如果需要更改文件，我们应该在运行 JavaCC 之前进行更改。另外，请确保 JavaCC 不会覆盖它们。

自定义文件

注意：在上表中，除了 Demo，您还可以选择任何名称。

JavaCC 默认选项

JavaCC 提供以下选项：

• JAVA_UNICODE_ESCAPE：如果使用 JAVA_UNICODE_ESCAPE 选项，它不会生成 java 文件。它会生成 JavaCharStream.java 文件，而不是 SimpleCharStream.java 文件。
• USER_CHAR_STREAM：如果使用 USER_CHAR_STREAM 选项，它会生成 CharStream.java 文件，而不是 java 文件。
• USER_TOKEN_MANAGER：该选项会生成 java 文件，而不是生成具体的标记管理器。

标记管理器

标记管理器是一个词法分析器，它分析输入的字符，并将它们分解成称为标记的块。它还为每个标记分配类型。例如，考虑以下代码片段

上面的代码被标记管理器分解成如下标记

标记管理器不处理注释和空格。所以我们考虑它们。因此，在删除注释和空格后，我们得到以下标记

如上所述，每个标记都有一个类型。因此，上述标记可以分类如下

每个标记由 Token 类的对象表示。标记序列随后被传递给解析器进行进一步处理。